HPTmk给水泵芯包拆装工艺探讨

HPTmk给水泵芯包拆装工艺探讨

赵凯

（河北省秦皇岛市秦皇岛发电有限责任公司河北秦皇岛066000）

摘要：HPTmk200—320—6s锅炉给水泵在我公司6台机组中比例占87.5%，但给水泵芯包的拆装长期以来一直由厂家垄断和掌握，现场出现故障依赖性强，严重制约着现场的安全生产和机组稳定运行。本文结合几次检修的成功经验积累和总结，针对芯包拆装检修工艺进行研究探讨，并提出应注意事项，为今后芯包拆装工作、故障分析处理提供借鉴和指导。

关键词：给水泵；芯包拆装；工艺；探讨

0前言

HPTmk200—320—6s锅炉给水泵是北京电力设备总厂和苏尔寿公司八十年代中期设计开发生产的卧式﹑双壳体﹑全抽式HPTmk200—320—6s锅炉给水泵，可作为200MW、300MW、350MW机组配套的锅炉给水泵。该系列型号锅炉给水泵具有效率高，高效率区范围宽；适应范围广，运行安全可靠，不需暖泵，可冷态热启动；结构合理，芯包为全抽式，组装、检修十分方便等特点，它适用于带基本负荷的机组，也适用于调峰机组。

我公司一期安装2×200MW凝汽抽汽供热机组，二期安装2×300MW凝汽式机组，三期安装2×300MW亚临界采暖抽汽式供热汽轮发电机组。6台机组一共安装16台锅炉给水泵，其中HPTmk200—320—6s型给水泵14台，占比例87.5%。长期以来给水泵芯包的拆装技术、专用工具等一直由厂家掌握和垄断，现场一旦出现故障依赖性强，检修费用高且厂家人员短缺严重制约和束缚机组安全稳定运行。

1给水泵基本结构

HPTmk200-320-6s型给水泵为卧式、双壳体多级离心给水泵。芯包为全抽式结构，转子、导叶、中段、机械密封、出口端盖、轴承、推力轴承等部件组成一体。整体芯包可以一体抽出，检修十分方便（8小时可更换芯包）。

1.1叶轮是整体精密铸件，用铬镍合金钢（ZG0Cr13Ni4Mo）精密铸造，用热压装配在轴上，能保证在恶劣的工作条件下的对中和密封，并用双键传递扭矩，用对开挡环定位及承受部分轴向力。

1.2主轴用铬镍合金锻钢（0Cr13Ni4Mo），具有足够的强度和刚度，以传递各种可能遇到的工况下的最大转矩，轴的合理长径比使轴具有良好的刚度。轴上无加工螺纹，避免了应力集中和弯曲变形。

1.3壳体是用优质合金钢（20MnMo）锻造而成，泵壳内的密封表面均用奥氏体不锈钢（A022）焊条进行堆焊，它具有强度高、耐冲蚀耐腐蚀等性能。壳体安装在可调整的底座上，并装有导向系统来调整各方向的对中。外壳体高压侧密封由专用螺栓（双头螺栓材质40CrNiMoA，螺母材质35CrMoA），将出口端盖与壳体紧固在一起，通过缠绕垫来达到密封的目的。螺母的拆装采用液压拉伸专用工具。

1.4底座为钢焊接结构，刚性大，能确保工作频率避开设备的固有频率区。

1.5前后轴封采用机械密封。动环座的外螺纹和螺旋套的内螺纹可使冷却水加速循环，带走动、静环密封面相对摩擦所产生的热量。在水循环系统中装有双向过滤器，运行时可进行切换清理，以确保机械密封水干净，不致使机械密封造成损坏。机械密封由动环和静环组成，动环随轴一起旋转，静环靠轴向弹簧补偿，使静环密封面始终贴住动环密封面。

1.6推力轴承由推力盘和推力瓦块组成，它可以承受双向作用力。推力轴承有足够的裕度，承受启停过程以及在非正常工况下、超负荷运行时和由于因磨损使内部间隙加大所造成的部分附加轴向力。径向支承是中分式四油楔滑动轴承，压力油强制润滑，具有良好的动态特性。

1.7具有特殊的平衡装置，即在平衡鼓衬套（2Cr17Ni2）端面加工了消涡流孔，用于减少平衡鼓（2Cr17Ni2）入口的涡流，而增大了平衡鼓的阻尼，有效地提高了转子的动态刚度和稳定性，提高了在不稳定状态下运行的可靠性。在泵段和导叶上均应设有可更换的密封环（材质为2Cr17Ni2）。

2芯包拆装准备

准备工作细致、周全与否直接关系检修质量和效率，熟话说不打无准备之战。首先修前要查阅设备运行期间缺陷情况，认真分析运行状态，编制详细材料备件计划，制定周密施工方案；其次清点专用工具和专用支架，必要进行加工和修理，确保处于良好状态；再有根据运行时间做好可能出现困难预想，人力配备和技术准备等前期工作。

2.1编制备件计划

给水泵芯包返厂大修后整体组装完毕，芯包内部材料一般不作考虑，只考虑安装芯包所需备件，主要包括密封垫片和密封胶圈。

2.2专用工器具准备

专用工具准备主要包括芯包与泵壳拆装工具、中间抽头拆装工具、泵壳端盖螺栓拆装工具和专用顶丝等。

2.2.1芯包与泵壳拆卸工具包括：拆装支架1套、2套球轴承支撑体、固定架一套4件、传动端托滚1套；导座1套及2套助推架等。

2.2.2中间抽头拆卸工具包括中间抽头压套板管和500～1000㎜撬棍1把

2.2.3泵壳端盖螺栓拆装工具包括：型号为4CTST0064、密封面积84.9㎝2进口螺栓拉伸器4件、手动打压泵（压力等级250MPa）一台及高压快速金属连接管4件。

2.3人力及技术准备

备品备件和工器具准备齐全后，开工前还要做好修前诊断，测量和记录轴瓦振动、温度，泵对应转速下出入口压力、抽头压力，机械密封泄漏情况和运行温度，以便修后进行比对，检验芯包修后效果。

抽芯包工作一般大约需要5～6人即可，开工前应认真阅读使用说明书和检修作业指导书，明确工艺和步骤，熟悉专用工具使用及操作方法，办理检修工作票，系统可靠隔绝，放净存水停油，联系热工拆除所有温度测点、振动测点、转速测点和机械密封水温度报警等测点方可进行下一步抽芯包工作。

3给水泵芯包拆装工艺

2013年9月3机组A级检修，我们首次独立承担了A、B汽动给水泵芯包返厂大修后芯包回装工作，本着锻炼队伍，增长才干的原则，仅用6天时间圆满完成任务，试运正常且达到无渗漏标准，为我们增强信心。2014年3月再次尝试4号机B汽动给水泵抽芯包和安装任务，积累一定宝贵经验。

3.1给水泵抽芯包

3.1.1附属管路部分拆卸

（1）首先联系热控人员拆除轴承温度、振动及回油温度测点，机械密封水温度、差压警报表测点，转速测点等，防止元件损坏。

（2）拆卸机械密封冷却水来回水管路，机械密封水滤网进出管路，取出衬管，用洁净白布或塑料布填塞封堵，防止异物进入芯包内部。

（3）做好标记分解联轴器罩及对轮螺栓，取下中间短节，记录对轮间距，以便回装比较。

（4）拆卸两端油进、回出管路，注意进油管节流孔板保存好，用塑料布和布双层封堵，避免油管路进水。

（5）拆卸中间抽头连接法兰，取出短节和中间法兰，用专用扳手拆卸抽头压套和垫环，取出出水管，保护好密封面。

（6）取下端盖防护罩，大压盖上的平衡管和封堵盲板，用M20丝锥修整底扣。

3.1.2大端盖螺栓拆卸

（1）拆下12条传动端芯包入口与三瓣拉紧环M16连接螺母，分解25条传动端密封环与泵壳连接的M27螺栓，取下三瓣拉紧环，利用三条M16×80顶丝取下入口密封环。

（2）取下密封环径向φ430.66×6.99胶圈和芯包吸入段既密封环φ456.06×6.99胶圈，检查打磨清扫确保吸入段与泵壳分离。

（3）用密封面积84.9cm2的拉伸工具拆卸M64大螺母，拆卸顺序：1-9；6-14；3-11；7-15；5-13；2-10；4-12；8-16。步骤如下：

（a）将两个拉伸工具装到第一对螺栓上，打油压至120Mpa，将螺母旋松20度

（b）按拆卸顺序及以上拆卸方法将所有螺母松动20度

（c）手动油泵打压至60Mpa，重复以上操作步骤，将螺母完全松动时取下。

3.1.3抽芯包具体步骤

（1）将专用工具中的传动端托辊固定在传动端泵壳上。

（2）用4条M16×55内六角螺栓将导座与泵轴端面及轴承座连接，将助推架固定在泵壳上。

（3）安装非传动端芯包与泵壳拆装支架，将活动板固定在两根槽钢之间，将限位块固定在槽钢上，用螺栓将整体支架连接到泵壳的猫爪上，调整支架腿确保支架处于水平位置后用锁母锁住。

（4）将一对球轴承支撑体固定在出口端盖两侧。

（5）借助传动端的两个助推架及出口端盖上的M20×170顶丝将芯包抽出，当助推架上的螺丝失去作用时将其拆除。调整球轴承支撑体上调整螺栓，保持大端盖螺栓孔与螺栓对中，使芯包平稳除开300㎜左右停止。

（6）将四个固定架固定在出口端盖与末级导叶之间。

（7）接好传动端另外一部分导轨，平稳推出芯包，当传动端导轨将与拖辊脱离前，使用天车将芯包整体平稳吊出泵壳，放到指定地点，注意防止与泵壳磕碰。

（8）拆除传动端导轨，将芯包的传动端轴头保护装置装上，芯包各敞开口做可靠封堵，装车返厂大修。

3.2给水泵芯包安装

3.2.1芯包安装前检查

（1）给水泵芯包返厂大修后首先查看外观是否完成，机械密封水管路和油管路封堵齐全，各密封面光滑无碰伤、划痕等沟痕缺陷，必要时进行修整。

（2）拆除芯包轴头保护装置及各处封堵，用压缩空气吹扫杂质和浮尘。

（3）给水泵芯包组装前抽头中段一定要经过精加工，低孔光洁完好，将缺陷处理在加工修理阶段，一旦组装后处理非常困难，一旦有杂质落入芯包，造成转子动静部件咬死危险；再有安装抽头管前一定与抽头中段出水孔红丹检查接触情况，线性接触无间断，同时要保证压套垫圈尺寸合适，拧紧压套后出水管无松动现象。

（4）检查泵壳内清理干净无异物，各密封面吴沟痕和划伤等不良缺陷，配合位置高点一定要去除，最后压缩空气吹扫。

（5）确认转子及芯包的组装记录均符合协议要求。

（6）泵壳止口部位微量均匀涂抹二硫化钼粉或膏，手指检查无颗粒杂质，避免咬伤。

3.2.3芯包穿入泵壳

（1）检查入口高压平环垫和大压盖金属缠绕垫应无缺陷检查入口高压平环垫（φ498×φ455.5×0.5）和大压盖金属缠绕垫（φ566×φ521×4.5不锈钢+石墨填料）应无缺陷，安放好注意起吊过程做好保护。

（2）按抽芯包相反过程固定传动端托滚，

导座与泵轴端面、传动端轴承座固定在一起，确保导座的支撑件结合牢固。

（3）吊起芯包穿入泵壳内，直到导座搭在托滚上为止。拆下传动端起吊装置，继续向泵壳内推进芯包，当芯包推进到一半时拆下固定架，将芯包全部推入泵壳内。

（4）利用球轴承体调整螺栓和吸入段调整注意芯包抽头位应与外壳体抽头位对中，然后利用两个助推架固定在芯包与泵壳上，慢慢拧动助推架上的螺母，将芯包装到正确的位置上。

（5）拆除传动端拖滚，清扫检查入口密封环及密封环配合位光滑无毛刺，入口密封环胶圈良好并可靠安装，应保证其在安装密封环时不脱落。

（6）涂润滑脂后安装密封环，注意随时检查密封环各处装入深度一致，正确安装三瓣拉紧环，拧紧螺栓，注意三瓣拉紧环不能装反。

3.2.4大端盖螺母紧固

（1）大螺母螺纹一定完好，手动轻松拧到位，螺纹上涂二硫化钼，防受热咬伤难以拆卸。

（2）将拉伸工具拧紧出口端盖上的螺母。拧紧顺序：1-9；6-14；3-11；7-15；5-13；2-10；4-12；8-16。一台油泵带对称2个工具，必须严格按照顺序进行。

（a）操作程序如下：

压力：第一次60MPa；第二次120MPa；第三次120MPa。

（b）最后进行复查时要采用第二次的升高压力120MPa。

（c）最后用0.03㎜塞尺检查大压盖与泵筒体间隙，应塞不进方可，否则要查找原因处理。

3.2.5抽头和附属安装

（1）泵壳底部密封槽深度原设计3.5㎜，安装φ86×φ70×4.5不锈钢金属缠绕垫，金属缠绕垫压缩量为1.0㎜，由于密封垫质量问题或螺栓紧固偏斜等，往往出现渗漏；再有由于泵壳部冲刷加工研磨，槽深度加大，再使用φ86×φ70×4.5不锈钢金属缠绕垫无法保证密封泵壳出口20MPa压力，现在我们使用聚四氟乙烯加工垫片。但是压缩量要比金属缠绕垫大一些，根据我们经验比槽深高1.5～1.8㎜之间，同时聚四氟乙烯材料比较容易填充，可以补偿加工和研磨偏斜量。

（2）中间环与压紧环之间漏气原因为聚四氟乙烯密封垫厚度不够所致，经尺寸改进未出现渗漏情况。

（3）回装中间抽头出水管及抽头法兰，均匀对称紧固抽头法兰螺栓。

（4）按照拆卸相反完成附属管路连接。

3.3给水泵芯包拆装注意事项

结合几年检修工作经验和芯包拆装过程中遇到问题，在今后工作中还应着重注意以下几个方面问题：

3.3.1转子抬量和轴向间隙是芯包穿入泵壳内调整完成的，因此芯包拆装过程严禁盘动转子，避免动静部分研住。

3.3.2工作过程中，机械密封接口，出口流到，吸入段和抽头中段一定要可靠包扎，绝对防止异物进入。

3.3.3大修给水泵一般更换泵壳磨损环和导叶磨损环，间隙一般在0.25～0.35㎜，一旦有碎屑附着在上面盘动转子极易摩擦咬死；况且在找中心过程系统未充水，发生卡住现象非常频繁。因此在系统充水前尽量少盘动转子，包括找中心过程，首次启动时冲汽动给水泵时开始速度一定要快，瞬间达到500min-1以上，系统杂质一次带走，如果口环有轻微卡涩快速磨损掉，防止芯包损坏，但是一定要记住盘车困难时严禁强行启动。

3.3.4检修中发现轴瓦出现划伤，主要原因是油脏，油中颗粒度超标，应加强滤油；轴瓦阻油边磨损比较重，同时轴颈也出现磨损，油量比较小，原来节流孔板为Φ3.2㎜，现在扩大到Φ4.0毫米，阻油边磨损好转。

3.3.5入口密封环渗漏是经常出现缺陷。给水温度180℃左右，橡胶老化变形和龟裂是很正常现象。检修更换周期缩短2个小修周期，有效避免给水泵系统退备现象发生；5、6号机4台汽动给水泵在投产初期厂家在出厂安装过程不注意检修工艺，胶圈不同程度出现扭曲、啃伤情况是泄漏直接原因。

3.3.6抽头管由第二级叶轮抽头中段引出，供锅炉再热减温水，200MW电动给水泵抽头压力5.0～6.0MPa，抽头外部既泵出口压力最高16.0MPa，300MW汽动给水泵抽头压力7.0～8.2MPa，抽头外部既泵出口压力最高20.0～21.0MPa，由于抽头管内外存在较大压差，特别容易出现冲刷和泄漏，主要表现为泵壳底部金属缠绕垫泄漏、中间环与压紧环之间的翼型聚四氟乙烯密封垫渗漏和泵壳冲刷，检修中特别注意。

4结论

通过3、4机组A级检修中对给水泵芯包拆装尝试与摸索，积累和总结成功经验，探索和丰富切实可行检修工艺和质量标准，并提出芯包拆装应注意事项，为今后给水泵检修提供针对性指导意义，有效降低外委成本为公司增收节支做出我们的贡献。

参考文献：

[1]李晓清，徐萍。HPTmk200-320型锅炉给水泵使用说明书，1998。

[2]王殿武。汽轮机设备检修，中国电力出版社，2005。